# ch340-webusb

浏览器直连 **CH340 / CH341**（以及 CDC-ACM、CP210x、FTDI、PL2303）USB 转串口芯片的纯前端驱动。

- **不用装 App、不用 root、不用装驱动**：安卓 Chrome/Edge 走 **WebUSB**，桌面 Chrome/Edge 走 **Web Serial**。
- **安卓浏览器终于能连 CH340 了**：安卓版 Chrome 有 WebUSB，但至今没有 Web Serial；本项目在 JS 里补上了 Web Serial 缺失的"芯片驱动层"（波特率寄存器、流控、LCR、DTR/RTS），并提供一层 `navigator.serial` 垫片，**让已有的串口业务代码零改动跑在安卓浏览器里**。

```
┌──────────────┐   navigator.usb (WebUSB)   ┌──────────────┐
│  你的网页     │ ─────────────────────────▶ │  CH340 芯片   │──── UART ────▶ 设备
│  ch340-webusb │   vendor 控制传输 + bulk    │  (无需驱动)   │
└──────────────┘                            └──────────────┘
```

## 快速开始

```html
<script src="/ch340-webusb.js?v=1"></script>
<script src="/ch340-serial-shim.js?v=1"></script>  <!-- 需要免改业务代码时加载 -->
```

### 方式一：直接用（WebUSB，安卓 + 桌面通用）

```js
const port = await TamaCh340.requestPort({ baudRate: 460800 }); // 弹系统选设备框
await port.open({ baudRate: 460800 });                          // 内部完成 CH340 初始化
const reader = port.readable.getReader();
const writer = port.writable.getWriter();

await writer.write(new TextEncoder().encode('hello\r\n'));
const { value } = await reader.read();   // Uint8Array
await port.close();
```

### 方式二：当它是 Web Serial（零改动接入老站）

垫片会在**安卓**上（有 WebUSB、没有 Web Serial 时）自动补出 `navigator.serial`，
之后原来写给 Web Serial 的代码/打包好的 SPA 直接就能用：

```js
const port = await navigator.serial.requestPort();  // 安卓上返回的是 WebUSB 的 CH340
await port.open({ baudRate: 460800 });
```

> 桌面浏览器本来就有真 Web Serial，垫片**不会**安装，避免改变原有行为。

### 方式三：测试台

打开 `ch340-test.html`（需要 HTTPS 或 localhost）：连接、收发、HEX、DTR/RTS、回环自测、诊断计数一屏搞定。

```bash
npx serve .        # 或 python -m http.server 8080
# 手机访问 https 地址；安卓上建议用 cloudflared/ngrok 暴露本地端口
```

## 仓库结构

| 文件 | 说明 |
|---|---|
| ch340-webusb.js | 核心驱动（UMD：script 标签直接引，也可 require / import） |
| ch340-serial-shim.js | navigator.serial 垫片（安卓零改动接入） |
| ch340-test.html | 测试台（连接 / 收发 / HEX / DTR-RTS / 回环自测） |
| examples/minimal.html | 最小接入示例 |
| index.d.ts | TypeScript 类型声明 |
| docs/ch34x-registers.md | 寄存器与控制传输说明 |
| test/driver.test.mjs | 离线单测（mock USBDevice，无需硬件） |

## API

| 成员 | 说明 |
|---|---|
| `TamaCh340.requestPort(opts)` | 弹设备选择框，返回**未打开**的端口对象 |
| `TamaCh340.connect(opts)` | 选择 + 打开一步到位 |
| `TamaCh340.fromDevice(device, opts)` | 用已授权的 `USBDevice` 建端口 |
| `TamaCh340.getAuthorizedDevices()` | 之前授权过的设备（拔插后可免弹窗重连） |
| `TamaCh340.chipName(vid, pid)` | `'ch340' / 'cp210x' / 'ftdi' / 'pl2303' / ...` |
| `TamaCh340.calcCh34xBaud(baud)` | `{factor, divisor}`，与 Linux `ch341.c` 一致 |
| `TamaCh340.onLog = fn` / `debug = true` | 日志钩子 / 控制台输出 |

端口对象（与 Web Serial 的 `SerialPort` 对齐）：
`open({baudRate,dataBits,stopBits,parity,flowControl,readTransferSize,readQueueDepth})` ·
`close()` · `getInfo()` · `readable` · `writable` · `read(ms)` · `write(bytes)` ·
`setSignals({dataTerminalReady,requestToSend})` · `forget()` · `addEventListener('disconnect', fn)` ·
`getDiagnostics()` · `device`（原始 `USBDevice`）· `chip`

## 支持的芯片

| 驱动 | VID:PID | 说明 |
|---|---|---|
| **CH340/CH341** | `1a86:7523`, `1a86:5523`（+ `5512/7522` 克隆） | 主目标；原厂拓麻歌子 USB 线就是 CH340C |
| CDC-ACM | `1a86:55d2…55e7` 等 | CH343 / CH9102 / CH347 的 CDC 模式 |
| CP210x | `10c4:ea60/ea70/ea71` | Silicon Labs |
| FTDI | `0403:6001/6010/6011/6014/6015` | 含 modem 状态字节剥离 |
| PL2303 | `067b:2303…23f3` | 含 HXN/HX/01/T 变种识别 |

## 各平台要不要装驱动？

| 平台 | 浏览器通道 | 需要额外驱动吗 |
|---|---|---|
| **安卓**（Chrome/Edge/Brave/Kiwi） | WebUSB | **完全不用**。CH340 是 vendor-specific 类，内核不绑定，浏览器直接抢占接口 |
| **Linux** | Web Serial（桌面首选） | 不用，内核自带 `ch341` |
| **macOS** | Web Serial（桌面首选） | 不用，系统自带 Apple USB 串口驱动 |
| **Windows** | Web Serial（桌面首选） | 装一次 WCH 官方 CH341SER 即可；**WebUSB 反而需要把设备换成 WinUSB 驱动（Zadig）才能用**——所以桌面端本库优先走 Web Serial |

也就是说：**安卓端零驱动**（这正是本项目的重点），桌面端用系统/官方驱动 + Web Serial 即可。
垫片只在"有 WebUSB 且没有 Web Serial"时安装，桌面端不会被改变行为。

> **平台动向（2026-09 现状，做选型时要看）**
> Chrome for Android **138+ 起已经有 Web Serial**，但覆盖的是**蓝牙 RFCOMM** 串口；
> **USB 串口**要等新的 Android Serial API——按 blink-dev 的 PSA，
> 它从 **2026 Q2** 起、且**仅在部分机型**上可用（预计里程碑 M149）。
> 也就是说：对绝大多数安卓机来说，USB 串口今天仍然只能靠 WebUSB 自己带驱动，
> 这正是本项目存在的理由；等 Android Serial API 普及后，本库依然适用于
> 未覆盖机型、WebView 套壳应用与旧版浏览器。
> 参考：chromestatus feature 6043992171085824、blink-dev PSA "Web Serial API on Android"（2026-02-10）、caniuse issue #7413。

## 安卓注意事项

1. **必须 HTTPS**（`localhost` 除外），且要用**用户手势**（点击）触发连接。
2. 只有 **Chromium 系**浏览器可以：Chrome / Edge / Brave / Kiwi。Firefox 安卓没有 WebUSB，iOS 全线没有。
   注意别和"安卓已经有 Web Serial 了"混淆：138+ 的安卓 Web Serial 只覆盖**蓝牙**串口，**USB** 串口要等 Android Serial API（2026 Q2 起、部分机型）。
3. 需要 **OTG**：手机要支持 USB Host；部分机型 OTG 与充电互斥、供电不足会表现为反复掉线。
4. **CH340 是 vendor-specific 类（0xFF）**，安卓内核不会去绑定它，所以能被浏览器抢占；
   CDC-ACM 类设备在个别 ROM 上会被内核 `cdc_acm` 先占，`claimInterface` 会失败（报错已给出提示）。
5. 连接后页面切后台 / 锁屏会被节流断流，长任务建议申请 Wake Lock：
   `await navigator.wakeLock.request('screen')`。
6. 拔插后 `getDevices()` 能拿回已授权设备，可直接重连，不必再弹窗。

## 实现要点（为什么必须自己写驱动）

浏览器的 Web Serial 在桌面端内置了芯片驱动，而 WebUSB 只给"裸 USB"。
所以本驱动用控制传输复刻了内核里的那套寄存器操作，CH340 的初始化序列：

```
0x5F 读版本自检
0xA1 0000 0000          清 modem 控制
0x9A 1312 <factor>      波特率（先按 9600 配置）
0x9A 0F2C <divisor>
0x95 2518 (读 LCR)      0x9A 2518 00C3   → 8 数据位 / 1 停止位 / 无校验
0x95 0706 (读)
0xA1 501F D90A          关硬件流控
0x9A 1312/0F2C <目标波特率>
0x9A 2518 00C3
0xA4 FFFF               DTR/RTS 复位
0xA4 FF9F               DTR+RTS 有效（位取反写入）
```

波特率分频：`factor = floor(1532620800 / baud)`，>65520 则右移 3 位并叠加预分频，
再取 `0x10000 - factor`，高位写 `0x1312`、低位写 `0x0F2C`。
详见 `docs/ch34x-registers.md`。

## 测试

```bash
node test/driver.test.mjs
```

14 项断言全部离线跑（mock `USBDevice`）：波特率算法、完整控制传输序列、8N1 校验、
4096 分片写、ReadableStream 读、DTR/RTS、关闭清理、CDC 布局与 SET_LINE_CODING、
FTDI modem 字节剥离、垫片自动安装。

## 验证状态

```
$ node test/driver.test.mjs
结果: 15 通过, 0 失败
```

| 项目 | 状态 |
|---|---|
| 波特率算法（9600/115200/460800）与 Linux `ch341.c` 逐值一致 | ✅ 单测断言 |
| CH340 完整 16 步控制传输序列 | ✅ 单测逐条比对 |
| 4096 分片写 / ReadableStream 读 / DTR-RTS / 关闭清理 | ✅ mock USBDevice |
| CDC 布局 + SET_LINE_CODING + FTDI modem 字节剥离 | ✅ 单测 |
| 垫片自动安装 / chain 让位蓝牙 | ✅ 单测 |
| 真实 CH340 硬件（`1a86:7523` rev 0264，Windows） | ✅ 115200 / 460800 打开、DTR/RTS、写入均正常（走系统 CH341SER 驱动） |
| 安卓真机 WebUSB 全链路 | ⏳ 待测：手机 OTG 插 CH340 → 打开 `ch340-test.html` → 连接设备 |

> Windows 桌面注意：CH340 一旦被 WCH 的 `CH341S64.SYS` 驱动接管，WebUSB 就**看不到**这个设备
> （WebUSB 只认 WinUSB/libusb 绑定的设备），所以桌面端请用 Web Serial（本库的垫片在桌面不会安装，
> 测试页会自动走原生 Web Serial）。安卓没有这个问题——内核根本不绑定 CH340。

## 先例与定位（我们不是第一个）

CH340 用 WebUSB 直连这件事**早有先例**，本项目的价值在于"把它做成能直接用的库"，而不是发明了新方法：

| 先例 | 做了什么 | 与本库的关系 |
|---|---|---|
| Linux 内核 drivers/usb/serial/ch341.c | CH340/CH341 寄存器与初始化序列的原始出处 | 本库的控制传输序列就是对齐它 |
| [selevo/WebUsbSerialTerminal](https://github.com/selevo/WebUsbSerialTerminal) 15星 | WebUSB 串口终端，README 明写 work on android browser，serial.js 注释写明"把 Linux ch341.c 改写成 WebUSB" | 核心手法相同；形态是终端页面，不是可复用库 |
| [3fffff/webusb-ch341](https://github.com/3fffff/webusb-ch341) 6星 | WebUSB CH341：UART / I2C / SPI / GPIO | 单芯片、偏工具 |
| [calcite/WebUSB-CP2102](https://github.com/calcite/WebUSB-CP2102) | WebUSB CP2102 通信库 | 同类思路，另一种芯片 |
| [web-serial-polyfill](https://www.npmjs.com/package/web-serial-polyfill)（Chrome 团队原型） | 用 WebUSB 实现 Serial API，官方说明"对安卓这类有 WebUSB 无 Web Serial 的平台仍然有用" | 垫片思路的先例；但它依赖设备未被系统驱动占用，不做 CH340 的厂商寄存器初始化 |
| tools.bbamorachi.us（生产站点） | 五芯片 WebUSB 驱动 + 按 UA 分流，安卓可用 | 本库的参考实现之一 |
| [SchoepsLabs/webserial-android](https://github.com/SchoepsLabs/webserial-android)（Kotlin/APK） | 套壳浏览器，替网页桥接 USB 串口 | 说明平台缺口真实存在，而本库是免安装的网页侧解法 |
| [therealmacoy360/aries-vigilant-gui](https://github.com/therealmacoy360/aries-vigilant-gui) 等 | "桌面 Web Serial + 安卓 WebUSB" 双路模式 | 与本库同一套取舍 |

本库补上的空白（截至发版时未找到对应开源实现）：

1. **npm 上没有 CH340/CH341 的浏览器端驱动包** —— 检索 ch340 / ch341 / webusb ch340 driver 只得到 Node 侧或无关包；
2. **CH340 版的 navigator.serial 垫片**：让未修改的 Web Serial 站点在安卓上跑起来（web-serial-polyfill 不做厂商初始化，CH340 用不了）；
3. **五芯片 + 全部支持 DTR/RTS + 拔插事件 + 诊断 + 单测 + TS 类型 + CI** 的打包形态。

换句话说：**不是开创先河，是把已验证的路子工程化**。想真正"开创"，最实在的两条路是把
CH340 支持提给上游（如 web-serial-polyfill）或发布到 npm 让别人直接用。

## 许可

MIT